《電力拖動(dòng)與控制(第版)》李嵐第八章

1、電力拖動(dòng)與控制第八章第八章電動(dòng)機(jī)的基本控制電路電動(dòng)機(jī)的基本控制電路主要內(nèi)容主要內(nèi)容 直流電動(dòng)機(jī)的控制電路直流電動(dòng)機(jī)的控制電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路 同步電動(dòng)機(jī)的控制電路同步電動(dòng)機(jī)的控制電路 典型機(jī)床電氣控制電路典型機(jī)床電氣控制電路第一節(jié)第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的控制直流電動(dòng)機(jī)的控制電電路路一、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電路一、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電路. .他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)

2、起動(dòng)控制電路圖8-1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)兩級(jí)電阻起動(dòng)控制電路合QS1,QS2 KA通電,常開觸點(diǎn)閉合KT1通電,常閉觸點(diǎn)斷開KT2通電,常閉觸點(diǎn)斷開按SB2KM1通電常開觸點(diǎn)閉合,電機(jī)串全電阻起動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開,KT1,KT2斷電延時(shí)后KT1常閉觸點(diǎn)閉合KM2通電,常開觸點(diǎn)閉合,短接電阻R1 再延時(shí)后KT2常閉觸點(diǎn)閉合KM3通電,常開觸點(diǎn)閉合,短接電阻R2電機(jī)正常工作。 按SB1電機(jī)停轉(zhuǎn). .并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路圖8-2 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路 合QS，按SB2，KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合,電機(jī)串電阻起動(dòng)，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高,電樞電流減小，電阻R上的壓降減小，

3、而電樞兩端的電壓上升，當(dāng)并接于電樞兩端的電壓繼電器 KV電壓升至動(dòng)作電壓，KV常開觸點(diǎn)閉合，KM2通電，常開觸點(diǎn)閉合，將起動(dòng)電阻R短接，電機(jī)正常工作。 按SB1，KM1斷電釋放,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 . .串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路圖8-3 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路按SB2,KM1通電常開觸點(diǎn)閉合電機(jī)串電阻起動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開KT2通電,常閉觸點(diǎn)斷開,KT1斷電,經(jīng)延時(shí),KM2通電短接R2KT2斷電,經(jīng)延時(shí),KM3通電,短接R1之后電機(jī)繼續(xù)加速直至起動(dòng)完畢,進(jìn)入正常工作狀態(tài)。按SB1,電機(jī)停轉(zhuǎn)。合QS,KT1通電,常閉觸點(diǎn)斷開 按SB2KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合電機(jī)正轉(zhuǎn) 按SB3

4、KM1斷電KM2通電，常開觸點(diǎn)閉合電機(jī)反轉(zhuǎn) 按SB1電機(jī)停轉(zhuǎn)二、直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路二、直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 改變直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向有兩種方法：一是電樞反接法；二是磁場反接法。 1.1.電樞反接法電樞反接法圖8-4 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路2.2.磁場磁場反接法反接法圖8-5 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常采用磁場反接法改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。 工作原理與圖8-4相同。 三、直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制三、直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制1.1.能耗制動(dòng)控制能耗制動(dòng)控制電電路路圖8-6 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路 圖8-6為采用一級(jí)制動(dòng)電阻的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路。 合QS,勵(lì)磁繞

5、組通電。按SB2,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。由于KM1常閉觸點(diǎn)斷開,電壓繼電器KV不動(dòng)作。 要停車,按SB1,KM1斷電釋放,電動(dòng)機(jī)斷電,繼電器KV線圈電壓達(dá)到動(dòng)作值，常開觸點(diǎn)閉合，使KM2吸合，將制動(dòng)電阻R接于電樞回路，開始進(jìn)入能耗制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電勢減到一定值，KV釋放，制動(dòng)電阻R切除，能耗制動(dòng)結(jié)束。圖8-7 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路 圖8-7所示為采用三級(jí)制動(dòng)電阻的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路。 制動(dòng)時(shí),按SB1,接觸器KM1斷電釋放,電動(dòng)機(jī)脫離電源。同時(shí)，KM2通過已經(jīng)閉合的KT1常開觸點(diǎn)而通電，常開觸點(diǎn)閉合,串全部電阻進(jìn)入能耗制動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開,KT2斷電,經(jīng)延時(shí),常閉觸點(diǎn)閉合KM3通

6、電常開觸點(diǎn)閉合,短接R1常閉觸點(diǎn)斷開,KT3斷電,經(jīng)延時(shí),常閉觸點(diǎn)閉合KM4通電常開觸點(diǎn)閉合,短接R2常閉觸點(diǎn)斷開,KT1斷電,經(jīng)延時(shí),常開觸點(diǎn)斷開,KM2斷電,制動(dòng)結(jié)束這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已很低或停轉(zhuǎn)。 2. 2.反接制動(dòng)控制反接制動(dòng)控制電路路 圖8-8 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路按SB1，KM1斷電常閉觸點(diǎn)閉合KM2通電常開觸點(diǎn)閉合,電壓反接,串入制動(dòng)電阻KT通電，KT1、KT2斷電KT1延時(shí)到,常閉觸點(diǎn)閉合, KM3通電,短接R1KT2延時(shí)到,常閉觸點(diǎn)閉合, KM4通電,短接R2KT延時(shí)到,常閉觸點(diǎn)斷開,KM2通電,電機(jī)斷電,制動(dòng)結(jié)束四、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制四、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電電路路圖8

7、-9 G-M調(diào)速系統(tǒng)原理圖 按SB2(SB3)KM1(KM2)通電常開觸點(diǎn)閉合 G1開始勵(lì)磁 調(diào)速控制:調(diào)節(jié)RG1和RM1 額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速:RM1調(diào)至零,調(diào)節(jié)RG1 RG1輸出電壓n 額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速:調(diào)RG1至電壓為額定,調(diào) 節(jié)RM1 RM1勵(lì)磁電流n 按SB1KM1(KM2)斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電電路路一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制電電路路合QS,按SB2 KM1通電常開觸點(diǎn)閉合,串電阻起動(dòng)KT通電,經(jīng)延時(shí),常開觸點(diǎn)閉合KM2通電常開觸點(diǎn)閉合,短接電阻常閉觸點(diǎn)斷開,KM1、KT斷電按SB1,電機(jī)停轉(zhuǎn)圖8-10 定

8、子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制電路二、二、Y-Y-降壓起動(dòng)控制降壓起動(dòng)控制電路路圖8-11 Y-減壓起動(dòng)控制電路合QS,按SB2,KM通電,常開觸點(diǎn)閉合電機(jī)接通電源KMY通電,常開觸點(diǎn)閉合,電機(jī)接成Y型起動(dòng)KT通電,常開觸點(diǎn)閉合,開始延時(shí)延時(shí)時(shí)間到KT常閉觸點(diǎn)斷開,KMY斷電,起動(dòng)結(jié)束KT常開觸點(diǎn)閉合,KM通電,常開觸點(diǎn)閉合,電機(jī)接成型正常運(yùn)行;同時(shí),常閉觸點(diǎn)斷開,KT斷電要停車，按SB1注意：KMY 和KM之間必須互鎖三、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制三、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路路圖8-12 自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路合QS按SB2KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合KM2通電,常開觸點(diǎn)閉合接入自耦變壓器起動(dòng)KT通

9、電,開始延時(shí)延時(shí)到KT常閉觸點(diǎn)斷開,KM1斷電KT常開觸點(diǎn)閉合,KM3通電常閉觸點(diǎn)斷開,KM2斷電常開觸點(diǎn)閉合,進(jìn)入正常運(yùn)行按SB1,電機(jī)停轉(zhuǎn)四、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)四、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 控制控制電電路路1 1、轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制、轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制電電路路圖8-13 時(shí)間繼電器控制轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制電路 合QS,按SB2KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合,串全電阻起動(dòng);同時(shí),KT1通電,延時(shí)后,常開觸點(diǎn)閉合KM2通電,常開觸點(diǎn)閉合,切除R1;同時(shí)，KT2通電,延時(shí)后,常開觸點(diǎn)閉合KM3通電,常開觸點(diǎn)閉合,切除R2;同時(shí),KT3通電,延時(shí)后,常開觸點(diǎn)閉合KM4通電,常開觸點(diǎn)閉合,切除

10、全部電阻;同時(shí)，KM4常閉觸點(diǎn)斷開，使時(shí)間繼電器KT1斷電釋放，接觸器KM2、時(shí)間繼電器KT2、接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT3也依次斷電釋放。 此時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過仍然閉合的接觸器KM1、KM4主觸點(diǎn)進(jìn)入正常穩(wěn)定運(yùn)行。 停車時(shí)，按停止按鈕SB1。2.2.轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動(dòng)控制轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動(dòng)控制電電路路圖8-14 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)控制電路按SB2KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合,串入頻敏變阻器起動(dòng) KT1通電,延時(shí)后,常開觸點(diǎn)閉合KA通電常開觸點(diǎn)閉合KM2通電常開觸點(diǎn)閉合,短接變阻器常閉觸點(diǎn)斷開,KT斷電電動(dòng)機(jī)通過KM1、KM2主觸點(diǎn)進(jìn)入正常穩(wěn)定運(yùn)行 自動(dòng)控制時(shí)，將SA扳向“自動(dòng)”

11、手動(dòng)控制時(shí)，將SA扳向“手動(dòng)”,進(jìn)入起動(dòng),起動(dòng)完,按SB3，KA及KM2動(dòng)作，將頻敏變阻器短接，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行五、電機(jī)軟起動(dòng)器五、電機(jī)軟起動(dòng)器 軟起動(dòng)器控制原理軟起動(dòng)器控制原理 主電路由6個(gè)晶閘管組成，晶閘管的觸發(fā) 角通過CPU控制。圖8-15 軟起動(dòng)器原理框圖1）電壓檢測 一方面，作為故障檢測、過壓及欠壓保 護(hù)、電壓顯示等的依據(jù)； 另一方面，將三相電源的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 為方波信號(hào),作為觸發(fā)三相的同步信號(hào)。2）電流檢測 作為過流保護(hù)、電流顯示等的依據(jù)。圖中幾個(gè)主要部分的功能：3）功率因數(shù)檢測 功率因數(shù)角隨電機(jī)轉(zhuǎn)速而變化，若在電機(jī) 調(diào)壓過程中不考慮功率因數(shù)角變化這一因 素，會(huì)引起電機(jī)電流及電磁

12、轉(zhuǎn)矩的振蕩。 因此，功率因數(shù)角檢測的作用是在調(diào)節(jié)晶 閘管觸發(fā)角的同時(shí)，監(jiān)測電機(jī)功率因數(shù)角 的變化。4）觸發(fā)信號(hào) 以同步信號(hào)為基準(zhǔn)，發(fā)出延時(shí)觸發(fā)脈沖 信號(hào)，通過隔離、放大加于晶閘管控制極。5）微處理器 整個(gè)系統(tǒng)的主控CPU，實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測、實(shí) 時(shí)運(yùn)算、輸出控制等功能。 軟起動(dòng)器工作特點(diǎn)軟起動(dòng)器工作特點(diǎn)1） 斜坡恒流升壓起動(dòng) 在起動(dòng)過程中引入電流反饋，使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流起動(dòng)。起動(dòng)過程中，電流上升的變化率可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。由于是以起動(dòng)電流為設(shè)定值，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，通過控制電路自動(dòng)增大或減小晶閘管導(dǎo)通角，可以維持原設(shè)定值不變，保持起動(dòng)電流恒定，不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響。2）脈沖階躍起動(dòng)

13、 為克服電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所具有的反作用力矩，在很短時(shí)間內(nèi)輸出脈沖階躍電壓，經(jīng)一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升。3）節(jié)能特性 當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕時(shí)，軟起動(dòng)器自動(dòng)降低電動(dòng)機(jī)端電壓，減小了電機(jī)電流的勵(lì)磁分量,從而提高了電機(jī)的功率因數(shù)。4）接觸器旁路工作 如果運(yùn)行時(shí)操作頻率或者在較長時(shí)間內(nèi)需要的功率相當(dāng)高，為了減小軟起動(dòng)器的損耗，提高系統(tǒng)效率，在電動(dòng)機(jī)達(dá)到滿速運(yùn)行時(shí)，用旁路接觸器取代已完成起動(dòng)任務(wù)的軟起動(dòng)器。5）減速軟?？刂?在有些場合，并不希望電動(dòng)機(jī)突然停車, 這時(shí)可采用軟停車方式。即需要停車時(shí)，調(diào)節(jié)晶閘管觸發(fā)角，從全導(dǎo)通狀態(tài)逐漸地減小，則電動(dòng)機(jī)端電壓逐漸減小而切斷電源，使電動(dòng)機(jī)由高速運(yùn)行平穩(wěn)地停

14、止轉(zhuǎn)動(dòng)。6） 制動(dòng)特性 當(dāng)需要快速停機(jī)時(shí)，改變軟起動(dòng)器的觸發(fā)方式，使交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，然后在關(guān)閉主電路后，立即將直流電壓加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用達(dá)到制動(dòng)的目的。 在使用軟起動(dòng)器時(shí)，需要附加一些起停控制電路及旁路電路，將軟起動(dòng)器、旁路電路、斷路器和控制電路等組裝為軟起動(dòng)柜。 一臺(tái)軟起動(dòng)器可以起動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，也可以起動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，圖8-16是一臺(tái)軟起動(dòng)器起動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路，但兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)不能同時(shí)起動(dòng)和停車，只能一臺(tái)一臺(tái)按順序起動(dòng)和停車。 軟起動(dòng)器應(yīng)用軟起動(dòng)器應(yīng)用圖8-16 一臺(tái)軟起動(dòng)器起動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制電路 接觸器KM3和KM5分別是電機(jī)M1和M2的旁路接觸器。

15、當(dāng)電機(jī)M1軟起動(dòng)時(shí)，接觸器KM3處于斷開位置，合上接觸器KM1和KM2，電機(jī)M1軟起動(dòng)；起動(dòng)結(jié)束后，將接觸器KM2斷開，合上接觸器KM3，電動(dòng)機(jī)M1被切換到電網(wǎng)運(yùn)行。 若需要電動(dòng)機(jī)軟停車，一旦發(fā)出停車信號(hào),先將接觸器KM3斷開，再合上接觸器KM2，由軟起動(dòng)器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟停車。 同理,可以分析電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)、停車過程。第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆控制三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆控制電電路路圖8-17 工作臺(tái)自動(dòng)往返控制電路常開觸點(diǎn)閉合,KM2通電,常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開,KM1斷電,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止合QS按SB2 KM1通電，常開觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)開始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向

16、左移動(dòng)當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到一定位置，擋鐵1壓下行 程開關(guān)SQ2 當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到一定位置，擋鐵2壓下行程開關(guān)SQ1常閉觸點(diǎn)斷開,KM2斷電,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)停止常開觸點(diǎn)閉合,KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)向左移動(dòng)按SB,電機(jī)停轉(zhuǎn)限位保護(hù)：SQ3, SQ4第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電電路路一、能耗制動(dòng)控制一、能耗制動(dòng)控制電電路路合QS，按SB2接觸器KM1通電，常開觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行制動(dòng)時(shí)，按SB1 KM1斷電釋放KM2通電,常開觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)進(jìn)入能耗制動(dòng)KT線圈通電KT延時(shí)后,常閉觸點(diǎn)斷開 KM2斷電釋放KT斷電釋放,能耗制動(dòng)結(jié)束圖8-18 三相異步

17、電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路 二、反接制動(dòng)控制電路二、反接制動(dòng)控制電路按SB2K1線圈通電KM1線圈通電電動(dòng)機(jī)n升至一定值KR1閉合K3線圈通電KM3線圈通電 短接電阻R電機(jī)進(jìn)入全壓運(yùn)行開始正向降壓起動(dòng)要停車,按SB1 K1斷電KM3斷電KM1斷電電機(jī)脫離電源 KM2 線圈通電電動(dòng)機(jī)串電阻R進(jìn)入反接制動(dòng)n下降n降至一定值KR1斷開 K3斷電 KM2斷電，制動(dòng)過程結(jié)束 同理分析反向起動(dòng)、制動(dòng)過程原理圖8-19正反向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路 三、三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)控制三、三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)控制電路路圖8-20 電磁抱閘制動(dòng)控制電路a)電磁抱閘制動(dòng)原理 b)斷電制動(dòng)控制電路常用機(jī)械制動(dòng)裝置有電磁抱閘和

18、電磁離合器。圖8-20為電磁抱閘制動(dòng)控制電路。 起動(dòng)時(shí),按SB2KM1通電，其常開觸點(diǎn)閉合電磁鐵YA通電 制動(dòng)閘松開制動(dòng)輪。同時(shí)，KM2通電，常開觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。 制動(dòng)時(shí) ,按SB1KM1斷電YA和KM2接著斷電，電磁抱閘在彈簧的作用下，使制動(dòng)閘與制動(dòng)輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。第五節(jié)第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路一、變極調(diào)速控制電路一、變極調(diào)速控制電路1.1.雙速控制雙速控制, 2Y/, 2Y/圖8-21 異步電動(dòng)機(jī)2Y/接線方式圖8-22 雙速異步電動(dòng)機(jī)控制電路 合上QS，按下SB2KM1通電，常開觸點(diǎn)閉合定子繞組接成三角形，電動(dòng)機(jī)以低速運(yùn)行。 按

19、下SB3KM1斷電接觸器KM2、KM3線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合定子繞組接成雙星形，電動(dòng)機(jī)以高速運(yùn)行。 因電源相序已改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相同。 按下SB1接觸器斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2.2.三速異步電動(dòng)機(jī)的控制電路三速異步電動(dòng)機(jī)的控制電路圖8-23 三速電動(dòng)機(jī)2Y/2Y/2Y接線方式 單繞組三速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組引出九根出線端,可以接成2Y/2Y/2Y,如圖8-23所示。圖8-24 三速異步電動(dòng)機(jī)控制電路 合QS，按下復(fù)合按鈕 SB1，KM1、KM2及中間繼電器K1線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組接成第一種2Y接法，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并以高速運(yùn)行。 當(dāng)按下復(fù)合按鈕SB2，接觸器KM1、KM2及中間繼電器

20、K1斷電釋放，接觸器KM4、KM5及中間繼電器K2線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組接成第二種2Y接法，電動(dòng)機(jī)以中速運(yùn)行。 當(dāng)按下復(fù)合按鈕SB3，接觸器KM3、 KM4及中間繼電器K2斷電釋放，接觸器KM5、KM6及中間繼電器K3線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組接成第三種2Y接法，電動(dòng)機(jī)以低速運(yùn)行。 三種接法間加有互鎖環(huán)節(jié)，保證任一種接法接通時(shí)，其它兩種接法必須斷開。 按下停止按鈕SB4，接觸器斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。二、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻二、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻 調(diào)速控制電路調(diào)速控制電路 正轉(zhuǎn),KM2控制;反轉(zhuǎn),KM1控制;制動(dòng)電磁鐵，KM3控制 轉(zhuǎn)子串電阻R1R7

21、,KM4KM9控制 主令控制器12對觸點(diǎn) 主令控制器和磁力控制盤控制主令控制器和磁力控制盤控制 ： 起動(dòng)電機(jī)的準(zhǔn)備: 合QS1、QS2手柄置“0”位觸點(diǎn)1閉合電壓繼電器K線圈通電并自鎖 提升重物時(shí)提升重物時(shí): : 手柄置于提升側(cè)16的任何位置,觸點(diǎn)3、5 和6閉合KM2通電 KM3通電 YA通電,松 開電磁抱閘 提升調(diào)速提升調(diào)速: : 觸點(diǎn)7、8、9、10、11、12通過KM4KM9改 變轉(zhuǎn)子電阻實(shí)現(xiàn) 提升負(fù)載極限位置，行程開關(guān)提升負(fù)載極限位置，行程開關(guān)SQSQ控制控制 下放重物下放重物: : 手柄下放側(cè)有六個(gè)位置前三個(gè)位置(C、1、2),觸點(diǎn)3和5閉合,KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)接通正序電源 后

22、三個(gè)位置(3、4、5),觸點(diǎn)2和4閉合,KM1通電吸合，電動(dòng)機(jī)接通負(fù)序電源 下放調(diào)速下放調(diào)速: :手柄置于下放3、4和5位置,KM5KM9相繼通電,依次短接轉(zhuǎn)子電阻 圖8-25 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻調(diào)速控制電路三、異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制電路三、異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制電路1. 1. 通用變頻器外部接口電路通用變頻器外部接口電路圖8-26 通用變頻器外部接口 1）外接輸入端子 操作指令通過外接輸入端子從外部輸入開關(guān)信號(hào)來進(jìn)行控制。主要有頻率給定信號(hào)、PID控制的目標(biāo)給定信號(hào)、基本控制輸入信號(hào)（如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、復(fù)位等）、可編程輸入信號(hào)（如多檔轉(zhuǎn)速控制，多檔升、降速時(shí)間控制，轉(zhuǎn)速遞增、遞減控制等

23、） 變頻器外部信號(hào)接口主要有以下內(nèi)容： 2）外接輸出端子 主要有報(bào)警輸出端、測量信號(hào)輸出端和狀態(tài)信號(hào)輸出端三種類型。 3）通信接口 通用變頻器具有RS-232或RS-485的通信接口，主要作用是與計(jì)算機(jī)、PLC及其它可通信設(shè)備進(jìn)行通信，并按照計(jì)算機(jī)或PLC的指令完成所需的動(dòng)作。2. 2. 通用變頻器電氣控制電路設(shè)計(jì)通用變頻器電氣控制電路設(shè)計(jì)（1）變頻器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)多級(jí)變速 圖8-27 通用變頻器變速電氣控制電路a) 變頻器接線圖 b) 繼電器控制電路 c) 轉(zhuǎn)速檔次 合上Q，按下SB2，KM通電吸合，接通變頻器電源。這時(shí)按下SB4，繼電器KA1通電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合,變頻器控制端子中的

24、“FWD”和“CM”接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)。 變頻器的外接輸入控制端子中，通過功能預(yù)置，可以將若干個(gè)輸入端作為多檔（316檔）轉(zhuǎn)速控制端，其轉(zhuǎn)速的切換由外部開關(guān)器件的狀態(tài)組合實(shí)現(xiàn)。輸入端子X3、X2、X1狀態(tài)（由繼電器KA5、KA4、KA3控制）按二進(jìn)制的順序排列共有7檔轉(zhuǎn)速 。 改變轉(zhuǎn)向時(shí)，按下停止按鈕SB3，再按起動(dòng)按鈕SB5，繼電器KA2通電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，變頻器控制端子中的“REV”和“CM”接通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)起動(dòng)。 當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，其報(bào)警輸出繼電器KF立即動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)Ta-Tb斷開，KM斷電，變頻器切斷電源。 （2）變頻與工頻的切換控制圖8-28 通用變頻器電氣控制線路 當(dāng)S

25、A合至“工頻運(yùn)行”方式時(shí)，按下SB2，KA1 通電吸合，KM3動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入“工頻運(yùn)行”狀態(tài)。按下SB1，KA1和KM3均斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 當(dāng)SA合至“變頻運(yùn)行”方式時(shí),按下SB2,KA1通電吸合，KM2動(dòng)作，將電動(dòng)機(jī)接至變頻器的輸出端。KM2動(dòng)作后，KM1也動(dòng)作，將工頻電源接至變頻器的輸入端，并允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。 按下SB4，KA2動(dòng)作，變頻器的FWD與CM接通,電動(dòng)機(jī)開始升速，進(jìn)入“變頻運(yùn)行”狀態(tài)。KA2動(dòng)作后，SB1將失去作用，以防止直接通過切斷變頻器電源使電動(dòng)機(jī)停機(jī)。 在變頻運(yùn)行過程中，如果變頻器因故障而跳閘,則： “Ta-Tb”斷開，KM2和KM1均斷電，變頻器和電源之間、電動(dòng)

26、機(jī)和變頻器之間都被切斷。 “Ta-Tc”閉合，蜂鳴器HA和指示燈HL進(jìn)行聲光報(bào)警。 時(shí)間繼電器KT線圈得電，其瞬動(dòng)觸點(diǎn)閉合，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能夠繼續(xù)；KT延時(shí)觸點(diǎn)經(jīng)延時(shí)后閉合，使KM3動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入工頻運(yùn)行狀態(tài)。 將選擇開關(guān)SA旋至“工頻運(yùn)行”位。這時(shí)，聲光報(bào)警停止，并使時(shí)間繼電器斷電。 切換控制要點(diǎn): 在變頻調(diào)速正常運(yùn)行時(shí)，如按下SB3，則KA2斷電，變頻器的FWD與CM之間斷開，電動(dòng)機(jī)減速并停止。 當(dāng)變頻向工頻切換時(shí)，應(yīng)先斷開KM2，使電動(dòng)機(jī)脫離變頻器，經(jīng)過“切換延時(shí)”后再合上KM3，將電動(dòng)機(jī)接至工頻電源對切換延時(shí)的要求是：在延時(shí)期間，生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速不能下降得太多，以減小電動(dòng)機(jī)與

27、工頻電源相接時(shí)的沖擊電流。通常，大容量電動(dòng)機(jī)在切換至工頻電源時(shí)的轉(zhuǎn)速，不宜低于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的80%，容量較小的電動(dòng)機(jī)可適當(dāng)放寬。 當(dāng)工頻向變頻切換時(shí)，應(yīng)首先使變頻器接通電源；接著，電動(dòng)機(jī)切斷工頻電源，處于自由制動(dòng)狀態(tài)；經(jīng)適當(dāng)延時(shí)后，變頻器開始運(yùn)行；變頻器在很短時(shí)間內(nèi)搜索電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后加速至適當(dāng)?shù)念l率進(jìn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)。第六節(jié)第六節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的控制電路同步電動(dòng)機(jī)的控制電路 同步電動(dòng)機(jī)通常采用異步起動(dòng)法進(jìn)行起動(dòng)。整個(gè)起動(dòng)控制分成兩個(gè)階段：一是異步起動(dòng)階段，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組中串入附加電阻，定子繞組接入電源，開始起動(dòng)；二是牽入同步階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到亞同步轉(zhuǎn)速時(shí)，切除附加電阻，供給轉(zhuǎn)子直流勵(lì)

28、磁。 圖8-29所示為根據(jù)定子電流反映的轉(zhuǎn)速來自動(dòng)投入勵(lì)磁電流的同步電動(dòng)機(jī)控制電路。圖8-29 三相同步電動(dòng)機(jī)按定子電流原則投入勵(lì)磁的控制電路 合QS按SB2KM1通電,常開觸點(diǎn)閉合電機(jī)串R1降壓起動(dòng)KA通電,常開觸點(diǎn)閉KT1通電,常開觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合,常閉觸點(diǎn)瞬時(shí)斷開KM3、KM4均不動(dòng)作,勵(lì)磁繞組經(jīng)R3與發(fā)電機(jī)G接通，轉(zhuǎn)速上升到亞同步轉(zhuǎn)速定子電流減小到電流繼電器KA的釋放電流,常開觸點(diǎn)斷開KT1斷電,經(jīng)一段延時(shí),常閉觸點(diǎn)閉合KM3通電,常開主觸點(diǎn)閉合電機(jī)在全壓下繼續(xù)起動(dòng)。KT1常開觸點(diǎn)斷開,使KT2斷電。 經(jīng)延時(shí)后,KT2延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)閉合，KM4線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，將勵(lì)磁繞組回路附加

29、電阻R3及電流繼電器KA線圈短接。同時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1斷電釋放，切斷定子起動(dòng)回路以及KT1、KT2線圈的電源。 按下SB1，KM3、KM4 斷電釋放，分別切斷定子和轉(zhuǎn)子電源，同步電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 控制線路中還設(shè)有一級(jí)強(qiáng)勵(lì)磁環(huán)節(jié)。當(dāng)QS合上時(shí)，電壓繼電器KV線圈通電，其常閉觸點(diǎn)斷開，使KM2不會(huì)動(dòng)作，同步電動(dòng)機(jī)在正常勵(lì)磁下運(yùn)行。如果電源電壓降低到某一定值時(shí)，KV斷電釋放，其常閉觸點(diǎn)閉合，使KM2線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，將直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的串接電阻R2短接，使直流發(fā)電機(jī)輸出電壓提高，同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流增加，并使電磁轉(zhuǎn)矩增大，保證電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行。第七節(jié)第七節(jié) 典型機(jī)床電氣控制電路典型機(jī)床電氣

30、控制電路一、臥式車床電氣控制電路一、臥式車床電氣控制電路 主軸電機(jī):點(diǎn)動(dòng),正、反轉(zhuǎn) ,反接制動(dòng)C650型臥式車床控制要求: 冷卻泵電機(jī):連續(xù)起動(dòng),停車 快速移動(dòng)電機(jī):點(diǎn)動(dòng) 電流表:起動(dòng),短接;正常運(yùn)行,顯示讀數(shù)適當(dāng)保護(hù)措施 圖8-30 C650型臥式車床電氣原理圖 點(diǎn)動(dòng): 按SB4,KM1控制 正轉(zhuǎn): 按SB1KM3動(dòng)作K動(dòng)作 KM1動(dòng)作 反轉(zhuǎn): 按SB2KM3動(dòng)作K動(dòng)作 KM2動(dòng)作 正轉(zhuǎn)制動(dòng): 按SB6 KM3, K ,KM1釋放 KM2動(dòng)作，進(jìn)入反接制動(dòng)n降至一定值KM2釋放，電機(jī)斷電1.1.主電動(dòng)機(jī)主電動(dòng)機(jī)M1M1的控制的控制 n降至一定值KM1釋放，電機(jī)斷電 反轉(zhuǎn)制動(dòng): 按SB6 KM

31、3, K ,KM2釋放 KM1動(dòng)作，進(jìn)入反接制動(dòng) M2: 起動(dòng),按SB3; 停車,按SB5 M3:轉(zhuǎn)動(dòng)手柄壓動(dòng) SQ,KM5通電吸合,M3轉(zhuǎn)動(dòng)2.2.冷卻泵電動(dòng)機(jī)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2M2的控制的控制3.3.刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3M3的控制的控制 M1的主電路中，通過電流互感器TA接入一只電流表。為防止電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流對電流表的沖擊，線路中采用一個(gè)時(shí)間繼電器KT。 KT:起動(dòng)時(shí)通電,延時(shí)觸點(diǎn)短接電流表;正常 運(yùn)行時(shí), 延時(shí)觸點(diǎn)斷開,電流表顯示讀數(shù)4.4.輔助電路輔助電路 5.5.保護(hù)措施保護(hù)措施M1、M2電機(jī): 過載、短路保護(hù)M3電機(jī)：短路保護(hù)控制電路：短路保護(hù)二、二、X62WX62

32、W萬能升降臺(tái)銑床電氣控制電路萬能升降臺(tái)銑床電氣控制電路主運(yùn)動(dòng):主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng):工作臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)快速移動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)順銑逆銑由銑刀決定主軸制動(dòng):電磁離合器工作臺(tái)圓運(yùn)動(dòng):進(jìn)給電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)聯(lián)鎖:先起動(dòng)主軸電機(jī),后起動(dòng)進(jìn)給電機(jī)運(yùn)動(dòng)方式輔助運(yùn)動(dòng)加工方式圖8-31 X62W萬能銑床電氣原理圖 主軸電動(dòng)機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)M1M1的控制的控制 起動(dòng)前先選擇好主軸轉(zhuǎn)速，并將主軸換向的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳到所需轉(zhuǎn)向上。 按SB1或SB2，KM1線圈通電吸合，M1起動(dòng)。同時(shí)，KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合，接通控制電路的進(jìn)給線路電源，保證了先起動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī),才可起動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。 主軸采用電磁離合器進(jìn)行制動(dòng)。按SB5或S

33、B6,KM1斷電釋放,M1斷電。同時(shí),接通電磁離合器YC1,對主軸電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。 主軸變速?zèng)_動(dòng)是利用變速手柄和沖動(dòng)行程開關(guān)通過機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的。 變速時(shí)，首先將變速手柄拉出，然后轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤，調(diào)到所需轉(zhuǎn)速上，再將變速手柄復(fù)位，在手柄復(fù)位的過程中，壓動(dòng)行程開關(guān)SQ1，其SQ1常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合 ，使KM1線圈瞬時(shí)通電，主軸電動(dòng)機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)抖動(dòng)一下，達(dá)到良好嚙合。 當(dāng)手柄復(fù)位后，SQ1復(fù)位，斷開主軸瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)線路。 當(dāng)主軸上刀或換刀時(shí)，為避免人身事故，應(yīng)將主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。為此，控制線路中采用了換刀制動(dòng)開關(guān)SA1。將SA1扳到“接通”位置，其常開觸點(diǎn)SA1-1閉合，接通電磁離

34、合器YC1，將電動(dòng)機(jī)軸抱住，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，常閉觸點(diǎn)SA1-2斷開，切斷控制電路電源。當(dāng)上刀、換刀結(jié)束后，將SA1扳回“斷開”位置。2.2.進(jìn)給電動(dòng)機(jī)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2M2的控制的控制 SA2為圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)，其通斷情況見表8-1。在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，SA2斷開位置,這時(shí) SA2-1、SA2-3接通，SA2-2斷開。 工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是通過操縱手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的行程開關(guān)使M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。行程開關(guān)SQ5、SQ6控制工作臺(tái)右和左運(yùn)動(dòng)，SQ3、SQ4控制工作臺(tái)的前、下和后、上運(yùn)動(dòng)。行程開關(guān)動(dòng)作情況見表8-1。 進(jìn)給拖動(dòng)系統(tǒng)用了兩個(gè)電磁離合器YC2 和YC3，都安裝在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的第四根軸上。當(dāng)YC2吸合時(shí)，連接上工作臺(tái)進(jìn)給傳動(dòng)鏈；當(dāng)YC3吸合時(shí)，連接上快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈。 縱向操縱手柄控制工作臺(tái)的左、右進(jìn)給，手柄有“向右”、“向左”、“中間”三個(gè)位置。 表8-1 X62W萬能銑床各開關(guān)位置及其動(dòng)作說明 當(dāng)手柄扳到“向右(左)”位置時(shí)，工作臺(tái)縱向進(jìn)給絲杠連接到進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)鏈上，同時(shí)壓下行程開關(guān)SQ5(SQ6)，常開觸點(diǎn)SQ5-1(SQ6-1)閉合，常閉觸點(diǎn)SQ5-2(SQ6-2)斷開，接觸器KM3(KM4)線圈通電，M2正(反)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向右(左)運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)手